随着经济的高速发展,我国的城镇化建设不断提速,地铁因其缓解城市交通压力、带动城市高质量可持续发展的巨大效应使越来越多的大城市相继开始地铁建设。富水砂层作为一种区域差异较大的地层,各地区具有不同的特性,施工时并不能完全借鉴其他地区的设计施工经验。本文依托呼市地铁1号线西二环路站~孔家营站盾构区间工程,针对呼和浩特市富水砂层盾构掘进施工亟待解决的问题开展研究,主要研究内容和成果如下:(1)依托区间隧道下穿既有铁路工程,采用数值模拟的方法,首先采用单因素变量法分析了土仓压力、注浆压力、注浆范围对既有铁路的影响规律:土仓压力、注浆压力和注浆厚度的增加可以较好地控制铁路的沉降和轨道高差;然后通过正交试验,采用极差分析方法得到土仓压力、注浆压力、注浆范围对既有铁路变形的敏感性:注浆压力>注浆厚度>土仓压力。(2)通过理论分析和工程类比的方法,选用水土分算的方法给出土仓压力的计算方法,确定了顶推力、刀盘扭矩、出土量、注浆压力、注浆量的计算公式,将各参数代入后给出了下穿施工各参数的控制范围,并根据施工实际确定了掘进速度和刀盘转速,最后根据实际监测结果加以验证。(3)在对已有的盾构端头加固理论进行总结的基础上,根据端头土体的受力特点,基于弹性力学中的薄板理论,推导了盾构端头加固范围的计算公式并成功应用于工程实际。本文研究成果不仅有效保证了盾构区间施工的顺利进行,而且对呼市地铁后续施工积累了一定的参考依据。